深入理解ARM Linux中断机制

"本文档由张俊岭撰写，主要分析了ARM Linux的中断机制，重点关注了irq_desc结构体，它是描述中断线的核心数据结构。文档还提到了与中断处理相关的函数、芯片操作、中断行为链表、状态管理以及在多处理器环境下的中断亲和性等。" 在ARM Linux系统中，中断机制是操作系统与硬件交互的关键部分，它负责处理来自外部设备的异步事件。中断机制允许系统在执行其他任务的同时，快速响应硬件事件，如键盘输入、网络数据包到达或定时器超时。 irq_desc结构体是中断处理的核心，它在`include/linux/irq.h`中定义，包含以下几个关键成员： 1. `handle_irq`：这是一个高层次的中断事件处理函数，当一个中断发生时，这个函数会被调用，来执行相应的中断服务例程。 2. `chip`：指向`irq_chip`结构体，用于执行低层次的硬件操作，如开启、关闭中断等。 3. `action`：这是一个行为链表，包含了所有注册到该中断线上的中断处理函数，通过这个链表，Linux可以调用正确的中断处理程序。 4. `status`、`depth`、`wake_depth`、`irq_count`和`irqs_unhandled`：这些字段用来跟踪中断的状态，如中断是否被禁止，中断的发生次数，以及未处理的中断数量。 5. `lock`：自旋锁，用于保护中断描述符在多线程环境中的访问安全。 在多处理器（SMP）环境中，`affinity`字段表示中断处理的CPU亲和性，可以控制中断在哪个CPU上执行，提高系统效率。 `pending_mask`则用于记录在哪些CPU上有待处理的中断，这在中断平衡策略中起到重要作用，确保中断在处理器之间公平分配。 此外，文档中还提到`handle_irq`在`kernel/irq/handle.c`中的全局定义，表明这是中断处理的核心实现位置。 通过深入理解ARM Linux中断机制，开发者可以更好地优化系统性能，提高设备驱动的响应速度，以及实现更高效的中断处理流程。对于嵌入式系统开发者和Linux内核程序员来说，掌握中断机制至关重要，因为这直接影响到系统的实时性和稳定性。